CN1043337C - 一种高碱玻璃球的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于生产超细玻璃棉的高碱玻璃球的生产方法。该玻璃球主要采用原矿粉及熟料作为原辅料，通过合理的配料等确保了玻球的化学成份和质量，采用硼镁矿粉等代替硼酸等化工原料即可降低成本30%左右；在原料中引入部分熟料后又可降低天然气耗量10%左右。因此，本发明具有配方科学、合理、技术经济性好，原辅料价格低且易得，能耗低，生产率高。生产成本低且玻璃球质量好等优点。
Description
本发明属于建材工业中的一种高碱玻璃球的生产方法，特别是一种含高氧化钠(Na2O)的玻璃球的生产方法，该玻璃球尤其适合作为原料用于生产超细玻璃棉等。
超细玻璃棉以它的导热系数低(0.0282～0.0372w/m·k吸声性能好(a＞0.8)，憎水性高(憎水率＞98％)和良好的不燃性、耐热性及回弹性等多种优良特性，而被国内外广泛运用于建筑业及其它行业中的保温、吸声及噪声防治、车船、飞机及室内装饰等，并日益受到世界各国的重视，而可用于生产超细玻璃棉的高碱玻璃球在国内目前尚属空白。传统上用于生产玻璃纤维的中碱玻璃球，由于其化学成份，特别是其中氧化钠含量一般不超过10％，以及玻球软化点温度高等原因，若用以生产超细玻璃棉，则必须在设备中采用价格昂贵且使用寿命较短的铂金坩埚漏板(其价格相当于同重量黄金价格的2倍)：再加之中喊球生产中的熔制温度一般高达1530℃左右，不但能耗高，且对窑炉等要求亦较高。因此，采用中碱球作为生产超细玻璃棉的原料，既存在中碱球本身的生产成本及能耗高；又存在因后期生产的技术难度高，所需设备投资大，而将导致生产成本巨烈上升等弊病；而在公告号为CN86104731的专利文献公开的《玻璃球的生产方法和设备》一文中所述的玻璃球虽然亦属含高氧化钠(Na2O含量25％左右)的玻璃球。但由于其生产方法是将玻璃的或能玻璃化的树料混合干燥后制成球状原料(直径一般为40～60μm范围内)，然后将该原料扩散在由燃料气和氧气等混合而成的运载气流中，送入燃烧室烧结成玻璃球，最后再通过气流将其送出燃烧室而成。因此，该方法只能生产微珠型小玻璃球，在烧制前还需对原料进行特殊的造球处理，且玻球生产能耗高，生产率极低。故该方法不能用于生产大直径，适合作超细玻璃棉生产原料的玻璃球。
本发明的目的是研究、开发一种大直径、含高氧化钠的高碱玻璃球的生产该玻璃球的方法，使该玻璃球的生产可主要采用原矿粉或原矿粉和部份熟料作原料，通过合理的配方，生产出可作为超细玻璃棉等原料的玻璃球。以达到原料及生产成本低，玻球质量好，生产率高且节能等目的。
本发明的解决方案是采用石英砂、霞石粉、钾长石、硼镁矿、方解石、莹石、白砒、硝酸钠、纯喊及部份熟料等作为原辅料，并将除白砒，熟料外的原辅料分别粉碎、筛选后按一定比例混合均匀再送入马蹄形火焰窑炉中熔制，其玻璃液再经冷却后输入高碱球制球装置制成标准玻璃球。配方中钾长石的作用是利用其含钾量较高的特点，用以调节和控制产品中K2O的含量。为了节约能源和回收利用废玻渣等，故在配方中引入部分熟料以代替部分原辅料。本发明玻球的特点是：玻球中各化学成份的重量百分比为：SiO2:62.0～65.0,NaO:15.8～18.0,B2O3:5.5～6.2,CaO:4.5～5.2,Al2O3:4.2～5.0,MgO:3.0～3.5,K2O:0.8～1.2,BaO≤0.3,Fe2O3≤0.15,SO3≤0.07,F2≤0.2，且玻璃球的密度为2.515～2.525，球径最好为19.0～24.0mm。
上述玻璃球的生产方法包括：
A、首先将除白砒、熟料外的原辅料分别粉碎后过20目筛，熟料破碎至≤5cm并按拟产玻璃球重量百分比，即：石英砂、35～58，熟料、0～45，硼镁矿10.5～18.0，霞石粉、6.5～12.0，方解石、3.5～6.5，钾长石、0～5.0，莹石、0.4～0.5，白砒、0.5～0.8，硝酸钠、1.5～4.0，纯碱、15.0～25.0分别称量待用；配料时：
B、先将硝酸钠、莹石、方解石及白砒按上述比例混合均匀，待用；
C、再将除熟料外的其余原辅料亦按上述比例混合均匀并将其全部再过20目筛；
D、启动搅拌机，待其正常运转后再将混合料“C”和“B”先后交替加入搅拌机中，搅拌均匀，并在出料前1分钟左右喷水将混合料中的含水率最好调节在5～6％之间后出料；
E、将配制好的混合料或直接经送料机送入马蹄形火焰窑炉中熔制，或与按比例称量好的熟料混合后再经送料机送入窑炉中熔制，熔制温度最好控制在1390°±20℃范围内；
F、熔制成的高温玻璃液经炉内的流液洞流入冷却池冷却澄清后，再流入喂料池并经喂料池出口以料股的形式送入制球装置制球，料肌的温度以控制在950°±20℃范围内为宜；
G、送入制球装置的料股经剪料机剪成料坯，再送入高碱球成形机成型，最后经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成份为SiO2:62.0～65.0Na2O:15.8～18.0,B2O3；5.5～6.2,CaO:4.5～5.2,Al2O3:4.2～5.0,MgO:3.0～3.5,K2O:0.8～1.2,BaO≤0.3,Fe2O3≤0.15,SO3≤0.07,F2≤0.1的玻璃球。
上述将配制好的混合料或直接经送料机送入马蹄形火焰窑炉中熔制，或与按比例称量好的熟料混合后再经送料机送入窑炉中熔制，是指当除熟料外的原辅料的成份一般取上限时，可不引入熟料而直接送入窑炉中熔制；而当各原辅料的成份取下限时即可按比例引入熟料后再送入窑炉中熔制，以降低其它原辅料用量及节约能源，降低成本。
本发明由于主要采用原矿粉及熟料作为高碱玻璃球的原辅料，通过合理的配料等确保了玻球的成份和质量。本发明中仅以硼镁矿粉代替化工原料硼酸即可降低玻球的生产成本20～30％，而在原料中引入20～35％的熟料又可阵低天然气耗量10％左右；采用火焰式马蹄形窑炉熔制玻璃液及高碱球制球装置制球，每小时可生产0.65～2.78吨玻球。因此，本发明具有配方科学、合理、技术经济性好，原辅料价格低且易得、能耗低、生产率高、成本低且玻球质量好等优点。
实施例一
该实施例以生产100kg玻璃球且不引入熟料为例：各原辅料用量分别为：石英砂55.0kg，其中含SiO2＞99％,Fe2O3≤0.05％，硼镁矿粉(其中含B2O3≥30％,MgO≤17％,Fe2O3≤0.1％)17.0kg，霞石粉(含SiO238～42％,Al2O3:28～32％,CaO:3.5～5.5％,Na2O:12～15.5％,K2O:4～6％),11.0kg，方解石(含CaO≥53％,Fe2O≤0.3％)6.0kg，钾长石(含SiO2:65～68％,Al2O3；15.8～16.4％,Fe2O3≤0.3％,K2O≥10％)4.5kg，莹石(含CaF2≥80％,SiO2≤15％)0.45kg，白砒：0.7kg，硝酸钠(NaNO3≥98％)2.8kg，纯喊(Na2CO3≥95％)24.0kg，上述原辅料除白砒外均为经粉碎后过20目筛的粉料，入炉前：(1)首先将按上述用量称量好的硝酸钠、莹石、方解石及白砒混合均匀后待用；(2)再将称量好的其余原辅料混合均匀并使其混合料均过20目筛；(3)启动搅拌机，待其正常运转后先将混合料(2)中的2/3量送入搅拌机，再将混合料(1)缓慢均匀加入搅拌机；最后将混合料(2)中余下的1/3匀速加入搅拌机后，再搅拌3～5分钟，出料前1分钟左右喷入4kg左右的清水，使混合后粉料的含水率保持在5～6％后出料；(4)最后经螺旋送料机将混合料匀速送入火焰式窑炉中在1390°±20℃的温度下熔制；(5)熔制后的高温玻璃液经炉内的流液洞流入冷却澄清池冷却、澄清，再经喂料池的出料口以料股的形式送入制球装置，此时料股的温度应控制在930°～970℃范围内；(6)送入制球装置的料股经剪切机剪成坯料后送入高碱球制球机成型，成型后的玻球最后进入滚道式退火机构进行退火处理即成。
实施例二
本实施例在原料配方中引入原辅料总量35％的熟料，该实施例中的熟料采用破损的废高碱球及玻渣，化学成份与所产高碱球同；其余原辅料的化学成份与实施例一同，仍以生产100kg玻球为例，各原辅料用量分别为：石英砂：35.5kg，熟料：43.0kg，方解石：4.0kg，钾长石：3.7kg，硼镁矿：11.0kg，霞石粉：7.0kg，莹石：0.45kg，硝酸钠：2.4kg，纯碱：16.0kg，除熟料外混合粉料的制作仍与实施例一同；在入炉前再将混合粉料与废玻球及直径小于5cm的玻渣分层混合后一并送入螺旋送料机入炉熔制。其余工艺仍与实施例一同，但由于该实施例因原辅料中引入了35％的熟料，故还可较实施例一节约10％左右的天然气，1/3左右的纯碱及相应比例的硼镁矿、霞石粉等原辅料，成本及能耗进一步下降。
Claims (2)
1、一种高碱玻璃球的生产方法，其特征在于：
A、首先将除白砒、熟料外的原辅料分别粉碎后过20目筛，熟料破碎至≤5cm，并按拟产玻璃球重量百分比，即：石英砂：35～58，熟料：0～45，硼镁矿：10.5～18.0，霞石粉：6.5～12.0，方解石：3.5～6.5。钾长石：0～5.0，莹石：0.4～0.5，白砒：0.5～0.8，硝酸钠：1.5～4.0，纯碱：15.0～25.0分别称量待用；配料时：
B、先将硝酸钠、莹石、方解石及白砒按上述比例混合均匀、待用；
C、再将除熟料外的其余原辅料亦按上述比例混合均匀并将其全部再过20目筛；
D、启动搅拌机，待其正常运转后再将混合料“C”和“B”先后交替加入搅拌机中，搅拌均匀，并在出料前1分钟左右喷水将混合料中的水率最好调节在5～6％之间后出料；
E、将配制好的混合料或直接经送料机送入马蹄形火焰窑炉中熔制；或与按比例称量好的熟料混合后再经送料机送入窑炉中熔制；熔制温度最好控制在1390°±20℃范围内；
F、熔制成的高温玻璃液经炉内流液洞流入冷却池冷却、澄清后，再流入喂料池并经喂料池出口以料股的形式送入制球装置制球，料股的温度控制在950°±20℃范围内为宜；
G、送入制球装置的料股，经剪料机剪成料坯，再送入高碱球成形机成型，最后经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成份为SiO2:62.0～65.0,Na2O:15.8～18.0,B2O3:5.5～6.2,CaO:4.5～5.2,Al2O3:4.2～5.0,MgO:3.0～3.5,K2O:0.8～1.2,BaO≤0.3,Fe2O3≤0.15,SO3≤0.07,F2:≤0.1的玻璃球。
2、按权利要求1所述高碱玻璃球的生产方法，其特征在于所述将配制好的混合料或直接经送料机送入马蹄形火焰窑炉中熔制；或与按比例称量好的熟料混合后再经送料机送入窑炉中熔制，是指当除熟料外的原辅料成份一般取上限时，可不引入熟料；而当各原辅料的成份取下限时即可按比例引入熟料后再送入窑炉中熔制。
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